可靠和可扩展量子计算机体系结构中若干重要问题的研究

项目名称： 可靠和可扩展量子计算机体系结构中若干重要问题的研究

项目编号： No.61300050

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 自动化技术、计算机技术

项目作者： 吴楠

作者单位： 南京大学

项目金额： 25万元

中文摘要： 随着量子计算与量子信息理论和技术的蓬勃发展，建造可实用的大规模量子计算机的设想倍受关注。要达成这个目标，必须保证量子计算机的可靠性和可扩展性。本项目旨在研究通过建立合理量子计算机体系结构的方式提高量子计算可靠性和可扩展性的系统性方法，并解决其中的若干重要问题。主要研究内容包括：1、用体系结构方法防止退相干对量子信息的影响并在保证量子计算结果正确的前提下平衡各方面的资源；2、在使量子系统资源尽可能平衡的前提下提高计算效率和系统资源利用率；3、向量子计算机的使用者提供友好的量子程序开发环境，包括量子编译系统和高阶量子语言。

中文关键词： 通用量子计算；量子计算机；体系结构；模型；可靠性

英文摘要： With the rapid and vigorous development of quantum computation and quantum information, building applicable mass scale quantum computer is given wide attentions. To reach this goal, we must guarantee the reliability and scalability of quantum computers. The purpose of this proposal is to enhance the reliability and scalability of quantum computing by using a systematic method of establishing a necessary architecture of quantum computer. Some key issues will be considered in this research, such as: 1. How to prevent or depress system's decoherence by using architectural method and how to balance the various resources in quantum computing process; 2. How to enhance the performance and resource utilization; 3. How to design and implement a user-friendly quantum software development environment, including quantum compilation system and high-level quantum programming languages.

英文关键词： universal quantum computation；quantum computer；architecture；model；reliability